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脱硫脱碳原理介绍 煤气化项目建设指挥部 2012年8月 方块流程图 一、2200脱硫脱碳 （低温甲醇洗） 低温甲醇洗工艺的主要任务包含二个方面，一方面是脱除原料气中的H2S及少量有机硫；另一方面就是脱除CO2。 脱硫方法有干法脱硫和湿法脱硫二种。 干法脱硫一般采用固体脱硫剂脱除少量硫。属精脱硫范畴的有活性炭、改性活性炭和氧化锌等方法。 湿法脱硫，一般可分为物理吸收和化学吸收二种，常用物理吸收方法有低温甲醇洗、NHD工艺等；常用的化学吸收方法有栲胶、ADA、MDEA工艺等。 脱除CO2技术，根据操作过程的特点和机理，基本上分为化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法三大类。 化学吸收法利用气体中CO2与吸收剂中的活性组份起化学反应生成不稳定化合物，而热再生时不稳定化合物又被分解释放出活性组份和CO2。 物理吸收法利用气体中CO2溶解于吸收溶剂，并且在不同分压下有较大溶解度差异这一机理来脱除CO2。吸收溶剂一般为非电解质、有机溶剂或其它溶液。再生采用减压闪蒸及气提。 物理化学吸收法综合利用化学和物理吸收两种方法的机理来脱除CO2。再生除减压闪蒸、气提外，还需热再生才能将酸气彻底释放出来。 脱硫脱碳常用工艺 低温甲醇洗法 低温甲醇洗法( Rectisol法)是20世纪50年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种净化工艺。 低温甲醇洗是利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。 由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(-35℃～-55℃)下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。 在-30℃下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，因此能选择性脱除H2S 。 该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段或不同的塔中选择性地进行。 低温甲醇洗工艺技术成熟，在工业上拥有很好的应用业绩 。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。 NHD工艺和低温甲醇洗工艺技术比较 低温甲醇洗原理 吸收 低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程，各分子间的作用力为范德华力，气液关系开始时符合亨利定律。 亨利定律：在一定温度和平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比。 P2=K*X2 吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力提高，溶液循环量减少。 低温甲醇洗中，H2S、COS和CO2等酸性气体的吸收，吸收后溶液的再生以及H2、CO等溶解度低的有用气体的解吸，其基础就是各种气体在甲醇中有不同的溶解度。 低温下，甲醇对酸性气体的吸收是很有利的。当温度从20℃降到-40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下，例如-40~-50℃时，H2S的溶解度又差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中脱除H2S，而在溶液再生时先解吸回收CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度和CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。 通常，低温甲醇洗的操作温度为-30~-70℃，各种气体在-40℃时的相对溶解度，如下表所示。 再生 低温甲醇洗，在吸收时甲醇溶剂要求低温、加压。溶剂再生时，要求减压闪蒸或气提再生。概括起来富甲醇溶剂再生有三种方法。 （1）闪蒸　用减压闪蒸解吸，这是最经济的方法。将溶解度低的气体闪蒸出来，便于提高再生气中H2S和CO2纯度。减压过程温度降低，解吸气体的量及组分与温度、压力有关。这种方法受压力限制再生不能很彻底。 （2）气提法　用吹入惰性气体方法，降低相界面上方气相中酸性气体分压，将甲醇溶剂中剩余的酸性气体从溶剂中赶走，以提高溶剂贫液度。 以上两种再生方法称冷再生。 （3）热再生　溶剂在热再生塔的再沸器中用蒸汽加热沸腾，用甲醇的蒸气汽提，使溶液中的H2S从溶剂中彻底清除，最终达到溶剂再生度，利于溶剂吸收，进而保证了气体净化度的要求。这种方法再生彻底，但需耗蒸汽。 三种再生方法应合理配置，以节省能耗，减少有用气体的损耗，提高有用气体回收率。 低温甲醇洗工艺简易流程 低温甲醇洗工艺特点 可以脱除气体中的多种组分； 低温高压下CO2、H2S与COS等在甲醇中的溶解度很大，吸收能力强，溶剂循环量少； 选择性好，CO2和H2S可分别解吸回收； 甲醇的沸点较低，利于吸收剂的再生； 甲醇比热大，这样可以保证吸收过程中